ORT2/K3 Avgust 2021

Postavka

Posmatra se deo računara koji čine memorija i procesor. Memorija je kapaciteta 2¹⁶ bajtova. Širina memorijske reči je 1 bajt. Procesor je sa jednoadresnim formatom instrukcija. Adrese i podaci su dužine 16 bita i zauzimaju po dve susedne memorijske lokacije, pri čemu se stariji bajt nalaѕi na višoj, a mlađi na nižoj adresi.

U procesoru postoji registar programskog brojača PC dužine 2 bajta, adresni registar memorije MAR dužine 2 bajta, prihvatni registar podataka memorije MDR dužine 1 bajt, prihvatni registar instrukcije IR dužine 3 bajta, akumulator A dužine 2 bajta, prihvatni registar podataka B dužine 2 bajta, registri opšte namene R0 do R3 dužine 2 bajta, programska statusna reč PSW dužine 1 bajt. Programska statusna reč PSW sadrži bitove N, Z, C i V koji se ažuriraju prilikom rada procesora. Instrukcije su dužine 1, 2 ili 3 bajta.

Bitovi 7, 6 i 5 prvog bajta instrukcije su 000 za sve instrukcije skoka. Kod instrukcija uslovnog skoka bit 4 prvog bajta instrukcije je 0, dok kod instrukcija bezuslovnog skoka bit 4 prvog bajta instrukcije je 1. Instrukcija uslovnog skoka je instrukcija uslovnog skoka ukoliko je rezultat veći (BGRT - not((PSWN xor PSWV) or PSWZ)) i instrukcije bezuslovnog skoka su instrukcija bezuslovnog skoka (JMP) i instrukcija skoka na potprogram (JSR). Bitovima 3 do 0 prvog bajta instrukcije specifira se kod instrukcije i na osvovu toga su za instrukcije BGRT, JMP i JSR usvojeni kodovi operacije 00000000, 00010000 i 00010001, respektivno. Instrukcije JMP i JSR se realizuju kao apsolutni skokovi, pri čemu je adresa data drugim i trećim bajtom instrukcije. Dužina instrukcija je 3 bajta. Instrukcija BGRT se realizuje kao relativni skok u odnosu na tekuću vrednost programskog brojača PC, a pomeraj je 8-bitna celobrojna veličina sa znakom data drugim bajtom instrukcije. Dužina instrukcije je 2 bajta.

Bitovi 7, 6 i 5 prvog bajta instrukcije su 001 za sve bezadresne instrukcije. Bezadresne instrukcije su instrukcije stavljanja sadržaja akumulatora na stek (PUSH), punjenja akumulatora sadržajem sa steka (POP) i instrukcija dekrementiranja akumulatora (DEC). Bitovima 4 do 0 prvog bajta instrukcije specifira se kod operacije za bezadresne instrukcije. Na osnovu toga su za instrukcije PUSH, POP i DEC usvojeni kodovi operacija 00100000, 00100001 i 00100010, respektivno. Dužina instrukcija je 1 bajt.

Bitovi 7, 6 i 5 prvog bajta instrukcije imaju vrednosti od 010 do 111 za adresne instrukcije. Adresne instrukcije su instrukcija prenosa u akumulator (LD), instrukcija prenosa iz akumulatora (ST), instrukcija aritmetičkog pomeranja udesno za jedno mesto (ASR), instrukcija upoređivanja akumulatora sa operandom (CMP), instrukcija sabiranja (ADD) i instrukcija oduzimanja (SUB). Na osnovu toga su za instrukcije LD, ST, ASR, CMP, ADD i SUB usvojeni kodovi operacija 010, 011, 100, 101, 110 i 111, respektivno. Dužina instrukcija je 2 ili 3 bajta i zavisi od specifičnog načina adresiranja.

Načini adresiranja su specifirani bitovima 4, 3 i 2 prvog bajta instrukcije i to na sledeći način: 000-memorijsko direktno adresiranje (memdir), 001-memorijsko indirektno adresiranje (memind), 010-registarsko direktno adresiranje (regdir), 011-registarsko insirektno adresiranje (regind), 100-relativno adresiranje sa pomerajem (pcrel), 101-neposredno adresiranje (immed) i 110-registarsko indirektno adresiranje sa preinkrementiranjem (preincr). Kod memorijskog direktnog i memorijskog indirektnog adresiranja 16-bitna adresa memorijske lokacije je data drugim i trećim bajtom instrukcije. Bitovi 1 i 0 prvog bajta instrukcije se ne koriste. Dužina instrukcije je 3 bajta. Registarsko direktno, registarsko indirektno i registarsko indirektno adresiranje sa preinkrementiranjem koriste neke od registara opšte namene R0 do R3 specifirane bitovima 1 i 0 prvog bajta. Dužina instrukcija je 1 bajt. Kod relativnog adresiranja sa pomerajem drugi bajt instrukcije sadrži 8-bitni pomeraj koji je dat kao celobrojna veličina sa znakom. Bitovi 1 i 0 prvog bajta instrukcije se ne koriste. Dužina instrukcija je 2 bajta. Kod neposrednog adresiranja 16-bitni operand dat je drugim i trećim bajtom instrukcije. Bitovi 1 i 0 prvog bajta instrukcije se ne koriste. Dužina instrukcija je 3 bajta.

Stek raste prema višim memorijskim lokacijama, a registar SP ukazuje na prvu slobodnu memorijsku lokaciju. Procesor nema mogućnost obrade prekida.

1. Projektovati deo operacione jedinice procesora (faze: FETCH, ADDR i EXEC) koja je potrebna da se izvrši instrukcija CMP (PC)pom. Pomeraj pom je celobrojna veličina sa znakom koji je dat drugim bajtom instrukcije. Crtati samo neophodne komponente koje su potrebne za izvršavanje navedene instrukcije.
2. Dati su početni sadržaji registara i indikatora: PC = 1000h, SP = 2000h, ACC = 0010h, R0 = 0000h, R1 = 0001h, R2 = 0002h, R3 = 0003h, N = 0, Z = 0, V = 0 i C = 0. Indikatori statusne reči na koje instrukcija ne utiče treba da ostanu nepromenjeni. Izvršiti 7 sukcesivnih naredbi i za svaku naredbu odrediti sledeće: u fazi čitanja instrukcije - memorijske adrese sa kojih je pročitana instrukcija, sadržaj registara IR, instrukciju koja je pročitana i novi sadržaj registra PC; u fazi odrđivanja adrese operanda i čitanja operanda - memorijske adrese sa kojih je pročitana adresa operanda, memorijske adrese sa kojih je pročitan operand, vrednost operanda i novi sadržaj registara opšte namene koji su u ovoj fazi promenjeni; u fazi izvršavanja operacije - memorijske adrese kojima se u ovoj fazi pristupa, sadržaj akumulatora A i indikatora N, Z, V i C nakon izvršavanja instrukcije i novi sadržaj registara i memorijskih lokacija koji su u ovoj fazi promenjeni. Rezultate predstaviti u tabelama 1, 2 i 3 formulara.

Rešenje

Ovaj zadatak nije rešen. Pomozite SI Wiki tako što ćete ga rešiti.